رزین سختی گیر برای دیگ بخار

رزین سختی گیر برای دیگ بخار چه کاربردی دارد؟ چرا باید از رزین سختی گیر برای دیگ بخار استفاده کرد؟ رزین سختی گیر تبادل یونی یک راهکار موثر برای آب ورودی به دیگ بخار است. زمانیکه آب از بستر مواد تبادل یونی عبور می کند. یون های نامطلوب حذف و با یون های دیگر جایگزین می شوند.در سیستم های بویلر و دیگ بخار مواد آلی از جمله نمک های محلول در آب باعث خوردگی و رسوب در سیستم ها می شوند. برای جلوگیری از رسوب و خوردگی در دیگ های بخار لازم است اقداماتی انجام شود که دقیقاً وابسته به کیفیت آب ورودی سیستم است. نقش رزین سختی گیر پرولایت در دیگ بخار این است که می تواند نمک های حل شده در آب را با استفاده از تبادل یون حذف کند. در این سیستم ذرات مثبت (کاتیون ها) و ذرات منفی (آنیون ها) جدا می شوند. برای راه اندازی و نصب این سیستم نیاز به یک روش احیا یا خنثی سازی رزین نیز وجود دارد. زیرا رزین ها به مرور اشباع می شوند و کارایی خود را از دست می دهد و لازم است که برای احیا و بازسازی انها به منظور عملکرد بهتر اقدام شود.

روش عملکرد رزین سختی گیر برای دیگ بخار

آب به عنوان یک ماده اولیه در دیگ باید به بخار تبدیل شود به همین دلیل باید کیفیت خوبی داشته باشد و  عملکرد قابل اعتماد در دیگ را تضمین کند. اگر آب ورودی با کیفیت پایین باشد می تواند عملکرد فرآیند را محدود و باعث خاموش شدن سیستم شود. بنابراین برای محافظت از تجهیزات بویلر لازم است از صنایع و تجهیزات تصفیه آب ورودی برای دیگ بخار استفاده شود. بهترین روش استفاده از دستگاه سختی گیر است.

در این روش ابتدا آبی که وارد سیستم می شود  باید از بستر رزین یونی (رزین های سختی گیر در دیگ بخار ) عبور کند. در این بستر رزین های کاتیونی می توانند کاتیون های آب مانند کلسیم (Ca2+)، منیزیم (Mg2+)، سدیم (Na+) را با یون‌های H+ که روی رزین جذب شده‌اند، جایگزین کنند. در طی این فرآیند دی اکسید کربن (H2 CO3) تولید می شود که به CO2 آزاد و تجزیه می شود و H3 O+ و HCO3- در آب حل می شوند.

اما در مرحله بعد لازم است از سیستم گاز زدا استفاده شود. استفاده از یک هواگیر حرارتی برای کمتر کردن میزان اکسیژن آب ورودی ضروری است زیرا اگر در بویلرها آب تغدیه دارای محتوای اکسیژن بالای 8-10 میلی گرم در لیتر باشند می توانند باعث خورندگی شدید در دستگاه شوند. علاوه بر این، لازم است گازهای دی اکسید کربن تولید شده در سیستم نیز حذف شوند.

در مرحله بعدی آنیون ها مانند هیدروکربنات (HCO3-)، سولفات (SO4 2-) یا کلرید (Cl-) با یون های هیدروکسید (OH-) که روی بستر رزین آنیونی قرار دارد جایگزین می شوند. اما در مرحله آخر استفاده از رزین های سختی گیر با بستر مخلوط (آنیونی و کاتیونی) می تواند یون های باقی مانده از آب را حذف کند. این بستر حاوی رزین هایی با غلظت بالای اسیدی و بازی است. مرحله بازسازی و یا احیا رزین نرم کننده آب زمانی اتفاق می افتد که رزین ها کاملاً اشباع شده و کارایی خود را از دست داده باشند. در این مرحله می توان برای بازسازی رزین های کاتیونی از اسید هیدروکلریک (HCl)  و برای بازسازی رزین آنیونی از هیدروکسید سدیم (NaOH)استفاده کرد. توجه داشته باشید به منظور اطمینان از اینکه باقی مانده اسید یا باز روی پسماند فاضلابی نماند باید قبل از تخلیه به سیستم فاضلاب اقدامات خنثی سازی انجام شود. دقت داشته باشید به منظور تولید دائم آب خالص باید 2 خط محلول داشته باشیم یکی برای تبدیل به آب خالص و دیگری برای بازسازی می باشد.

اغلب روند بازسازی در جریان مخالف صورت می گیرد، یعنی شارژ در یک جهت و بازسازی در جهت دیگر اتفاق می افتد. به طور کلی، شارژ از پایین به بالا و بک واش از بالا به پایین انجام می شود. در این سیستم کیفیت محصول به طور قابل‌ توجهی بالاتر است و مواد احیاکننده کمتری مصرف می‌شوند.

مشکلات رسوب در دیگ بخار

بویلرها با افزایش دما سلول های گالوانیکی را ایجاد می کند که نرخ خورندگی موضعی را افزایش می دهند. این موضع می تواند باعث حفره حفره شدن و خرابی دیگ شود. علاوه بر این، رسوبات می توانند مانند یک عایق عمل کنند و دمای محلی را به شدت افزایش دهند که این مساله هم باعث خوردگی بیشتر خواهد شد و هم می تواند تنش های حرارتی را افزایش دهد و منجر به شکست زودرس بویلر شود. با توجه به اینکه اغلب دیگ های بخار دارای آنتی اکسیدان هایی هستند تا سطح اکسیژن را پایین نگه دارند شاید این اتفاق در یک مدت به تعویق بیفتد. اما بهترین راهکار تمیز کردن بویلرها به صورت منظم و دوره ای است.

همچنین ممکن است به دلیل خرابی صافی دستگاه، رزین های سختی گیر تبادل یونی به داخل بویلر نشت کنند. در زمانیکه این اتفاق می افتد بسته به اینکه رزین کاتیونی یا  آنیونی باشد می تواند تجزیه به مواد دیگر شده و داخل دیگ رسوب کند. به عنوان مثال رزین های کاتیونی گروه های سولفونات از ساختار پلیمری به اسیدهای سولفوریک و گوگردی تبدیل می شوند و رزین های آنیونی یک آمین هستند که به آمونیاک تجزیه می شوند. آمونیاک یک گاز است و گاهی اوقات برای افزایش PH بخار به دیگ‌ها تغذیه می‌شوند.

بنابراین وجود آمونیاک تأثیر منفی  بر روی سیستم ها خواهد داشت. علاوه بر این، هر یک از مواد آلی دیگر که رزین با آنها تخلیه شده است می تواند تبدیل به اسید شود، مانند سولفوریک، کلریدریک، کربنیک همچنین هر سیلیسی که توسط رزین حذف شده باشد، ه عنوان سیلیس در دیگ باقی می ماند.

علل رسوب رزین در بویلرها

همانطور که می دانید انواع رزین سختی گیر آب  می توانند برای حذف هر یک از مواد آلی مناسب باشند. برخی از رزین ها با درجه قدرت بالاتر و برخی دیگر با قدرت کمتر وجود دارند. توجه داشته باشید رزین هایی با درجه ضعیف تر قدرت بازسازی بهتری دارند. در ادامه ما علل رسوب رزین ها در بویلرها و راهکارهای موثر آن را مورد بررسی قرار داده ایم.

دو عنصر آهن و منگنز ممکن است در آب به عنوان یک نمک معدنی آهنی یا به عنوان یک ماده آلی جدا شده وجود داشته باشد. آهن رزین کاتیونی را می پوشاند و از تبادل جلوگیری می کند. برای حل چنین مشکلی باید از اسید یا یک عامل احیا کننده قوی استفاده شود. آهن با پیوند طبیعی از یک واحد کاتیونی عبور می کند و رزین آنیونی را آلوده می کند. باید همراه با مواد آلی حذف شود. منگنز موجود در برخی از آب های چاه، مانند آهن، رزین را آلوده می کند.

آلومینیوم . آلومینیوم معمولاً به صورت هیدروکسید آلومینیوم وجود دارد که ناشی از استفاده از آلوم یا سدیم آلومینات در شفاف سازی یا نرم شدن است. لخته آلومینیوم باعث می شود رزین را در یک نرم کننده زئولیت سدیم  بپوشاند که حذف آن از یون ها با اسید یا کاستیک می باشد. معمولاً آلومینیوم در یک سیستم دمینرالایزر رسوب‌کننده نیست، زیرا در طی یک بازسازی معمولی از رزین حذف می‌شود.

سختی نیز رسوب می کند  و رسوبات سختی از طریق یک فیلتر از یک نرم کننده رسوبی عبور می کنند. این رزین های کثیف و آلوده رسوب تشکیل می دهند و برای حذف آنها باید از اسید استفاده کرد. رسوب سولفات کلسیم می تواند در واحد کاتیون اسید قوی که در چرخه هیدروژن کار می کند ایجاد شود. اگر اسید سولفوریک به عنوان احیا کننده استفاده شود و در غلظت بسیار بالا یا سرعت جریان بسیار کم استفاده شود، رسوب سولفات کلسیم رخ می دهد و رزین رسوب می کند. پس از تشکیل سولفات کلسیم، حذف آن بسیار دشوار است. بنابراین، رزین آلوده به سولفات کلسیم معمولا دور ریخته می شود. موارد خفیف رسوب سولفات کلسیم ممکن است با خیساندن طولانی مدت در اسید کلریدریک احیا شود. دقت کنید سولفات باریم حتی کمتر از سولفات کلسیم محلول است. اگر یک منبع آب حاوی مقادیر قابل اندازه گیری باریم باشد، باید به فکر بازسازی با اسید هیدروکلریک باشید.

رسوب روغن . روکش روغن رزین، مانع از عبور یون ها برای تبادل می شوند. برای حذف روغن می توان از سورفکتانت استفاده کرد. البته باید برای  انتخاب سورفکتانت دقت لازم را داشته باشید و مدلی را انتخاب کنید که رزین را کثیف نمی کند. رزین های آنیونی آلوده به روغن باید فقط با سورفکتانت های غیریونی تمیز شوند.

رسوب میکروبیولوژیکی  می تواند در بسترهای رزین، به ویژه بسترهایی که اجازه نشستن بدون جریان سرویس را دارند، رخ دهد. رسوب میکروبیولوژیکی می تواند منجر به مسدود شدن شدید بستر رزین و حتی آسیب مکانیکی ناشی از افت فشار بیش از حد در رزین رسوب شده شود. اگر رسوب میکروبیولوژیکی در واحدهای آماده به کار مشکل ساز است، باید از جریان ثابت آب در گردش استفاده کرد تا مشکل به حداقل برسد. شرایط سخت ممکن است نیاز به استفاده از عوامل ضدعفونی کننده و سورفکتانت های مناسب داشته باشد.

رسوب سیلیس می تواند در رزین های آنیون پایه قوی و در صورتی که دمای احیا کننده خیلی پایین باشد اتفاق بیفتد و یا در رزین های پایه ضعیف اگر کاستیک خروجی از واحد SBA که برای بازسازی واحد پایه ضعیف استفاده می شود حاوی سیلیس بیش از حد باشد، رخ دهد. در سطوح pH پایین، پلیمریزاسیون سیلیس می تواند در رزین پایه ضعیف رخ دهد.  رسوب سیلیس می تواند با خیساندن طولانی مدت در سود سوزآور گرم (120 درجه فارنهایت) از بین رود.

برای اطلاعات کامل تر در زمینه رزین و رسوبات آن می توانید  اینجا کلیک کنید.